home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac of the 20th Century / TIME, Almanac of the 20th Century.ISO / 1990 / 92 / jan_mar / 0217333.000 < prev    next >
Text File  |  1994-02-27  |  18KB  |  348 lines

  1. <text>
  2. <title>
  3. (Feb. 17, 1992) The Ozone Vanishes
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1992    
  7. Endangered Earth Updates                            
  8. Feb. 17, 1992  Vanishing Ozone                       
  9. </history>
  10. <link 10920>
  11. <link 06029>
  12. <link 00211>
  13. <link 15675>
  14. <link -0001>
  15. <article>
  16. <source>Time Magazine</source>
  17. <hdr>
  18. ENVIRONMENT, Page 60
  19. COVER STORIES
  20. The Ozone Vanishes
  21. </hdr>
  22. <body>
  23. <p>And not just over the South Pole. A hole in earth's protective
  24. shield could soon open above Russia, Scandinavia, Germany,
  25. Britain, Canada and northern New England.
  26. </p>
  27. <p>By Michael D. Lemonlik--Reported by Dan Cray/Irvine and Dick
  28. Thompson/Washington, with other bureaus
  29. </p>
  30. <p>     What does it mean to redefine one's relationship to the
  31. sky? What will it do to our children's outlook on life if we
  32. have to teach them to be afraid to look up?
  33. </p>
  34. <p>-- Senator Al Gore, Earth in the Balance
  35. </p>
  36. <p>     The world now knows that danger is shining through the
  37. sky. The evidence is overwhelming that the earth's
  38. stratospheric ozone layer--our shield against the sun's
  39. hazardous ultraviolet rays--is being eaten away by man-made
  40. chemicals far faster than any scientist had predicted. No longer
  41. is the threat just to our future; the threat is here and now.
  42. Ground zero is not just the South Pole anymore; ozone holes
  43. could soon open over heavily populated regions in the northern
  44. hemisphere as well as the southern. This unprecedented assault
  45. on the planet's life-support system could have horrendous
  46. long-term effects on human health, animal life, the plants that
  47. support the food chain and just about every other strand that
  48. makes up the delicate web of nature. And it is too late to
  49. prevent the damage, which will worsen for years to come. The
  50. best the world can hope for is to stabilize ozone loss soon
  51. after the turn of the century.
  52. </p>
  53. <p>     If any doubters remain, their ranks dwindled last week.
  54. The National Aeronautics and Space Administration, along with
  55. scientists from several institutions, announced startling
  56. findings from atmospheric studies done by a modified spyplane
  57. and an orbiting satellite. As the two craft crossed the northern
  58. skies last month, they discovered record-high concentrations of
  59. chlorine monoxide (ClO), a chemical by-product of the
  60. chlorofluorocarbons (CFCs) known to be the chief agents of ozone
  61. destruction.
  62. </p>
  63. <p>     Although the results were preliminary, they were so
  64. disturbing that NASA went public a month earlier than planned,
  65. well before the investigation could be completed. Previous
  66. studies had already shown that ozone levels have declined 4% to
  67. 8% over the northern hemisphere in the past decade. But the
  68. latest data imply that the ozone layer over some regions,
  69. including the northernmost parts of the U.S., Canada, Europe and
  70. Russia, could be temporarily depleted in the late winter and
  71. early spring by as much as 40%. That would be almost as bad as
  72. the 50% ozone loss recorded over Antarctica. If a huge northern
  73. ozone hole does not in fact open up in 1992, it could easily do
  74. so a year or two later. Says Michael Kurylo, NASA's manager of
  75. upper-atmosphere research: "Everybody should be alarmed about
  76. this. It's far worse than we thought."
  77. </p>
  78. <p>     And not easy to fix because CFCs are ubiquitous in almost
  79. every society. They are used in refrigeration and air
  80. conditioning, as cleaning solvents in factories and as blowing
  81. agents to create certain kinds of plastic foam. In many
  82. countries CFCs are still spewed into the air as part of aerosol
  83. sprays.
  84. </p>
  85. <p>     Soon after the ozone hole over Antarctica was confirmed in
  86. 1985, many of the world's governments reached an unusually rapid
  87. consensus that action had to be taken. In 1987 they crafted the
  88. landmark Montreal Protocol, which called for a 50% reduction in
  89. CFC production by 1999. Three years later, as signs of ozone
  90. loss mounted, international delegates met again in London and
  91. agreed to a total phaseout of CFCs by the year 2000. That much
  92. time was considered necessary to give CFC manufacturers a chance
  93. to develop substitute chemicals that do not wipe out ozone.
  94. </p>
  95. <p>     But the schedule now seems far too leisurely. Last week's
  96. grim news spurred new public warnings and calls for faster
  97. action. In Denmark an Environment Ministry spokesman went on
  98. television to urge fellow Danes not to panic--but to use hats
  99. and sunscreen. German Environment Minister Klaus Topfer called
  100. on other countries to match Germany's pledge to stop CFC
  101. production by 1995. Greenpeace activists in Britain met with
  102. Prime Minister John Major and implored him to halt the
  103. manufacture of all CFCs immediately.
  104. </p>
  105. <p>     The U.S. Congress passed a law in 1990 that called for an
  106. accelerated phaseout of CFCs if new scientific evidence revealed
  107. a greater threat to ozone than expected. Last week the Senate,
  108. by a 96-0 vote, found the evidence alarming enough to justify
  109. a faster phaseout. "Now that there's the prospect of a hole over
  110. Kennebunkport," Senator Al Gore said, "perhaps Bush will comply
  111. with the law." William Reilly, administrator of the
  112. Environmental Protection Agency, said that the U.S. might seek
  113. to end CFC production as early as 1996.
  114. </p>
  115. <p>     The vital gas being destroyed is a form of oxygen in which
  116. the molecules have three atoms instead of the normal two. That
  117. simple structure enables ozone to absorb ultraviolet radiation--a process that is crucial to human health. UV rays can make
  118. the lens of the eye cloud up with cataracts, which bring on
  119. blindness if untreated. The radiation can cause mutations in
  120. DNA, leading to skin cancers, including the often deadly
  121. melanoma. Estimates released last week by the United Nations
  122. Environment Program predict a 26% rise in the incidence of
  123. nonmelanoma skin cancers worldwide if overall ozone levels drop
  124. 10%.
  125. </p>
  126. <p>     Excess UV radiation may also affect the body's general
  127. ability to fight off disease. Says immunologist Margaret Kripke
  128. of the M.D. Anderson Cancer Center in Houston: "We already know
  129. that ultraviolet light can impair immunity to infectious
  130. diseases in animals. We know that there are immunological
  131. effects in humans, though we don't yet know their significance."
  132. </p>
  133. <p>     Just as worrisome is the threat to the world's food
  134. supply. High doses of UV radiation can reduce the yield of basic
  135. crops such as soybeans. UV-B, the most dangerous variety of
  136. ultraviolet, penetrates scores of meters below the surface of
  137. the oceans. There the radiation can kill phytoplankton
  138. (one-celled plants) and krill (tiny shrimplike animals), which
  139. are at the very bottom of the ocean food chain. Since these
  140. organisms, found in greatest concentrations in Antarctic waters,
  141. nourish larger fish, the ultimate consumers--humans--may
  142. face a maritime food shortage. Scientists believe the lower
  143. plants and animals can adapt to rising UV levels by developing
  144. UV-absorbing cell pigments. But that works only up to a point,
  145. and no one knows what that point is.
  146. </p>
  147. <p>     The impact of ozone loss will be felt first in Antarctica,
  148. where levels of the gas have been severely depleted each spring
  149. for several years. Populations of marine organisms are not
  150. shrinking so far, but they have begun to produce UV-absorbing
  151. pigments. In Australia, scientists believe that crops of wheat,
  152. sorghum and peas have been affected, and health officials report
  153. a threefold rise in skin cancers. There are anecdotal reports
  154. of more cancer in Argentina too. While no increase in cancers
  155. or cataracts has shown up yet in Chile or New Zealand, experts
  156. note that these diseases can take years to develop.
  157. </p>
  158. <p>     Many people are reducing their risks. In Punta Arenas,
  159. Chile's southernmost city, some parents keep their children
  160. indoors between 10 a.m. and 3 p.m., and soccer practice has been
  161. moved from midafternoon to later in the day. The Australian
  162. government issues alerts when especially high UV levels are
  163. expected, and public-service campaigns warn of the dangers of
  164. sunbathing, much as U.S. ads counsel people not to smoke. In New
  165. Zealand schoolchildren are urged to wear hats and eat their
  166. lunches in the shade of trees.
  167. </p>
  168. <p>     Scientists are also concerned about the potential effect
  169. of ozone depletion on the earth's climate systems. When
  170. stratospheric ozone intercepts UV light, heat is generated. That
  171. heat helps create stratospheric winds, the driving force behind
  172. weather patterns. Says Sherwood Rowland, a chemist at the
  173. University of California at Irvine, who first discovered the
  174. dangers of CFCs: "If you change the amount of ozone or even just
  175. change its distribution, you can change the temperature
  176. structure of the stratosphere. You're playing there with the
  177. whole scheme of how weather is created."
  178. </p>
  179. <p>     Weather patterns have already begun to change over
  180. Antarctica. Each sunless winter, steady winds blow in a circular
  181. pattern over the ocean that surrounds the continent, trapping
  182. a huge air mass inside for months at a time. As the sun rises
  183. in the spring, this mass, known as a polar vortex, warms and
  184. breaks up. But the lack of ozone causes the stratosphere to warm
  185. more slowly, and the vortex takes longer to dissipate. This
  186. leads to even more ozone destruction: the polar vortex acts as
  187. a sort of pressure cooker to intensify chlorine's assault on
  188. ozone molecules.
  189. </p>
  190. <p>     When Rowland and his colleague, Mario Molina, issued the
  191. first ozone alert back in 1974, they had no idea that depletion
  192. would be particularly severe in Antarctica or in any other part
  193. of the world. What they did predict was that CFCs would not
  194. disintegrate quickly in the lower regions of the atmosphere.
  195. Instead the hardy chemicals would rise into the stratosphere
  196. before dissociating to form ClO and other compounds. The highly
  197. reactive chlorine would then capture and break apart ozone
  198. molecules. Each atom of chlorine, it was later determined, could
  199. destroy up to 100,000 molecules of ozone--at a far faster rate
  200. than the gas is replenished naturally.
  201. </p>
  202. <p>     But Rowland and Molina had deduced only the broadest
  203. outlines of the process. The details had to wait until the
  204. mid-1980s, when atmospheric scientists realized belatedly that
  205. while worldwide ozone levels had declined somewhat, there was
  206. an enormous deficit in Antarctica every year. Determined to
  207. understand whether CFCs were the culprit, NASA mounted a series
  208. of flights from Punta Arenas into the Antarctic in 1987. They
  209. revealed unusually high concentrations--up to 1 part per
  210. billion--of ClO. They had found the smoking gun Rowland and
  211. Molina had predicted.
  212. </p>
  213. <p>     Rowland and others figured it was a combination of factors
  214. that made the ozone over Antarctica particularly vulnerable.
  215. First, the polar vortex collects CFCs that waft in from the
  216. industrialized world. Second, the superfrigid air of the
  217. Antarctic night causes clouds of tiny ice crystals to form high
  218. up in the stratosphere. When the CFCs break down, the resulting
  219. chemicals cling to the crystals, where they can decompose
  220. further into ClO, among other substances. And finally, when the
  221. sun rises after the long winter night, its light triggers a
  222. wholesale demolition of ozone by chlorine monoxide.
  223. </p>
  224. <p>     In Antarctica winds circulate unimpeded over the frozen
  225. landmass. In the north, though, the polar vortex is less well
  226. defined. Winds travel alternately over land and water, whose
  227. differing temperatures disrupt the smooth flow of air. The
  228. vortex wobbles and sometimes breaks up entirely. Moreover, the
  229. Arctic stratosphere is not as cold as that over the Antarctic,
  230. and ice clouds are less likely to form. So while scientists knew
  231. that some ozone destruction should take place, they presumed it
  232. would not be nearly as severe as the southern hole. A reanalysis
  233. of 10 years' worth of ground-based and satellite data, completed
  234. last year, revealed a relatively mild but widespread depletion
  235. over the northern hemisphere, with losses of 4% to 8% over much
  236. of the continental U.S.
  237. </p>
  238. <p>     When NASA's ex-spy plane, the ER-2, began a series of
  239. flights out of Bangor, Maine, in October, it quickly became
  240. clear that something strange was happening. For one thing,
  241. volcanic ash, lofted into the stratosphere from last year's
  242. Mount Pinatubo eruption, was evidently taking the place of ice
  243. crystals, giving CFC byproducts the platform they needed for
  244. their chemical reactions. Moreover, the scientists found that
  245. naturally occurring nitrogen oxides, compounds that tend to
  246. interfere with and slow down these reactions, were virtually
  247. gone from the atmosphere. Why? Besides enhancing the reactions
  248. that create ozone-destroying forms of chlorine, explains Susan
  249. Solomon, a chemist with the National Oceanic and Atmospheric
  250. Administration, "the volcanic aerosols provide a surface for
  251. chemical reactions that suppress nitrogen oxides."
  252. </p>
  253. <p>     Another flight that took off from Maine on Jan. 20
  254. provided the clincher. The polar vortex had temporarily dipped
  255. as far south as Bangor--"It was almost as if we were deployed
  256. over the North Pole," says geophysicist Darin Toohey of
  257. U.C.-Irvine--just in time for the sensitive instruments on
  258. board to detect ClO in a world-record concentration of 1.5 parts
  259. per billion. Data from the Upper Atmosphere Research Satellite
  260. had already found comparable levels of ClO over Northern Europe,
  261. and the evidence pointed to a potential ozone loss of 1% to 2%
  262. a day.
  263. </p>
  264. <p>     Even with all these factors in place, there is still one
  265. element necessary before a certified ozone hole can form: the
  266. sun. If the polar vortex breaks up before the sun rises after
  267. months of darkness to trigger the reaction, there will be no
  268. hole this year. If the vortex holds together until late February
  269. or early March, keeping its brew of dust particles and chemicals
  270. intact, ozone levels will almost certainly drop. Says Harvard
  271. chemist James Anderson: "We are now protected only by the hope
  272. of a rapid breakup of this vortex." But even if the hole does
  273. not appear this spring, says Anderson, it will almost certainly
  274. appear within the next few years.
  275. </p>
  276. <p>     When it does, the area of greatest ozone depletion and
  277. greatest danger will most likely be north of 50 degrees north
  278. latitude, a line that nearly coincides with the U.S.-Canada
  279. border and also takes in all the British Isles, Scandinavia, the
  280. Netherlands and much of Belgium, Germany and Russia. Regions
  281. farther to the south could be affected too, albeit not so
  282. severely. Life in the far north could come to resemble that in
  283. Australia, with ozone alerts and stern warnings to wear
  284. sunglasses and sunscreen.
  285. </p>
  286. <p>     Some scientists are equally concerned about the smaller
  287. but worsening ozone loss at mid-latitudes. The mechanism behind
  288. polar ozone holes was not predicted before its discovery. Could
  289. there be an undiscovered reason for ozone to vanish over
  290. temperate zones as well? Maybe so. On Jan. 12 the ER-2 swooped
  291. south instead of north. Says Anderson: "We discovered to our
  292. shock that there was ClO all the way down to the Caribbean." It
  293. was a very thin layer with concentrations of only 0.1 part per
  294. billion--but this was much higher than anyone had predicted.
  295. </p>
  296. <p>     No one is sure just how such concentrations of the
  297. chemical got there or whether it is destroying ozone. It may be
  298. that some of the ClO-rich air from the polar vortex has split
  299. off and headed south on its own--a phenomenon that has been
  300. observed in the past. And while ozone depletion has not been
  301. directly observed, the chemistry over the Caribbean appears to
  302. be right. There is ClO; there are plenty of dust particles from
  303. Pinatubo; there is sunlight. NASA's Kurylo thinks significant
  304. ozone loss is in fact happening in the tropics. Says Harvard's
  305. Anderson: "This is cause for extreme concern. It is the
  306. mechanism we most fear."
  307. </p>
  308. <p>     What also frightens scientists is the fact that CFCs
  309. remain in the atmosphere for decades after they are emitted. In
  310. their original research, Rowland and Molina estimated that CFCs
  311. can last 100 years or more. Even if CFC production stopped
  312. today, researchers believe that stratospheric levels of chlorine
  313. would continue to rise, peaking during the first decade of the
  314. next century and not returning to anything like natural levels
  315. for at least a century.
  316. </p>
  317. <p>     The ozone story is a tragic saga of doubt and delay.
  318. Rowland recalls that for several months after his original ozone
  319. paper was published in 1974, "the reaction was zilch." It was
  320. not until 1978 that the U.S., but not most other countries,
  321. banned the use of CFCs in hair sprays and other aerosols. Not
  322. until the Antarctic ozone hole was confirmed in 1985 did nations
  323. get serious about curbing all uses of CFCs. By now as many as
  324. 20 million tons of these potent chemicals have been pumped into
  325. the atmosphere.
  326. </p>
  327. <p>     World leaders should remember ozone when they think about
  328. other threats to the planet. If they always wait until there is
  329. indisputable evidence that serious damage is occurring, it may
  330. be much too late to halt the damage. Consider the widespread
  331. scientific predictions of global warming from the greenhouse
  332. effect. No one knows for sure that anything terrible will
  333. happen. But humanity has boosted the amount of carbon dioxide
  334. in the atmosphere by at least 25%. It is reckless to subject
  335. nature to such giant experiments when the outcome is unknown and
  336. the possible consequences are too frightening to contemplate.
  337. </p>
  338. <p>     At least nations now seem to agree on a crash effort to
  339. save the ozone. But the cure will not be instantaneous. The
  340. world may not know for decades how costly the years of
  341. recklessness will be. And whether children should be afraid to
  342. look up.
  343. </p>
  344.  
  345. </body>
  346. </article>
  347. </text>
  348.